Прав бы Ломоносов: лозоходцы не добьются успеха, если "прежде не приметят" определенных поисковых признаков близкого залегания грунтовых вод или рудоносных жил. В руках сведущего и наблюдательного человека даже прут может быть полезен. Для тех, кто не обладает подобными знаниями, "биолокационные рамочки" становятся детскими забавами.
Полезно задуматься: почему в эпоху геофизических приборов, способных с изумительной точностью определять магнитные, радиационные и некоторые другие аномалии, образованные (и не очень) люди искренне верят в "забобоны", о которых с усмешкой писал Ломоносов? Неужели до такой степени теряется культура мышления? Только ли в случае с "волшебной лозой" это проявляется? Почему так происходит?
Современный человек отчужден от жизни природы, не умеет и не стремится понять ее. Он верует в магию Золотого тельца и Технодемона (изощренных технических систем).
Естествоиспытатели вымирают, подобно редким видам животных и растений. Господствует физико-математическое миропонимание, основанное на схемах, формулах и простых моделях, далекое от познания земной бесконечно сложной природы.
Открытие криосферы
Свои представления о движениях воздушных масс Ломоносов высказал на собрании Академии наук и показал на рисунке, наглядно. Его пояснение: "Стрелы показывают восхождение воздуха в сиянии и погружение в тени… В жаркие летние дни зыблется, по-видимому, земная поверхность не для другой какой причины, как от смешения восходящего теплого воздуха с погружающимся холодным… Из сего основания истолкованы мною многие явления с громовою силою бывающие".
Идея была настолько нова, что реакции на нее не последовало. До этого ученые не предполагали вертикальных перемещений воздушных масс. Среди петербургских академиков были специалисты ботаники, зоологи, картографы, математики, астрономы, физики. Никто из них не стремился постичь земную природу в глобальном масштабе как единое целое, а не "по ведомству" той или иной науки.
Исаак Ньютон, как мы уже отмечали, был кабинетным и лабораторным ученым, астрономом, физиком, математиком. Единство Мироздания он предполагал как проявление абсолютных пространства и времени. Олицетворял это единство Бог.
В "Математических основаниях натуральной философии" он изложил свое кредо: "Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений". Но там же в заключительной главе сказано: "Изящнейшее соединение Солнца, планет и комет не могло произойти иначе, как по намерению и власти могущественного и премудрого Существа". (Поистине обожествление механических движений, доступных математическому описанию!)
И еще: "От слепой необходимости природы, которая повсюду и всегда одна и та же, не может происходить изменение вещей. Всякое разнообразие вещей, сотворенных по месту и времени, может происходить лишь от мысли и воли Существа необходимо существующего".
Иной видел, ощущал, сознавал природу Ломоносов. Она была для него живой, находящейся в постоянном движении, первопричина которого нам неизвестна (если она вообще была). Размышляя о происхождении молнии, он предположил, что электричество возникает в результате механического трения частиц (корпускул) воздуха при его вертикальном движении.
Отметим, что он выдвигал гипотезу, а потому не утверждал, а предполагал: "Итак, что от теплоты и трения паров электрическая сила в воздухе родиться может, то весьма вероятно".
В доказательство он привел рисунок смерча, пояснив: "Опускается из облака как бы столп, который к морской поверхности, которая ему навстречу как холм подымается; в приближении кипит; тощий облачный столп внутри подобно винта верится".
Ломоносов никогда не наблюдал подобных вихрей (в северных морях они не образуются), а вспомнил о них в связи со своей гипотезой происхождения молний. Правда, если бы эта идея была совершенно верна, то смерчи были бы обрамлены сверкающими электрическими разрядами, чего в действительности нет.
И все-таки разряды молний, направленные вертикально, в значительной степени связаны с восходящими и нисходящими потоками воздуха. Из схемы, предложенной Ломоносовым, видно, что перед высокими преградами возникают вихри, направленные вверх и вниз. Не потому ли молнии наиболее часто направлены на высокие предметы?
Чтобы объяснить яркую вспышку молнии, Ломоносов предположил, что при этом электрическая сила воспламеняет горючие частички, витающие в воздухе. Это ошибочное объяснение наводит на вполне современные мысли.
Как известно, в воздухе летом находится огромное количество пыльцы и спор растений, тонких гумусовых частиц. Все они электрически активны. Причудливые зигзаги молний могут, на мой взгляд, объясняться тем, что именно через скопления таких частиц проходят электрические разряды.
Михаил Васильевич высказал наиболее вероятную - на том уровне знаний - гипотезу. И добавил: дело не только в познании причин появления "гремящей на воздухе электрической силы". Более важно учитывать существование вертикальных потоков в атмосфере, о которых "нет еще ясного и подробного познания, или, по последней мере, толь обстоятельного истолкования, какого они достойны".
…Принцип "разделяй и властвуй" успешно реализуется в технической деятельности человека, а также в экспериментах физики и химии, призванных выяснить какую-то определенную природную закономерность. Чтобы властвовать над природой этого вполне достаточно.
Но чтобы с ней сотрудничать, учитывая ее потребности, а не только свои, требуется осмысливать явления земной природы во взаимосвязях, а не порознь. Из этого интуитивно исходил Ломоносова как натуралист по принципу "познай в единстве"! Такой взгляд на мир наиболее плодотворен при изучении живых организмов, включая биосферу, объединяющую воздушную, водную и каменную оболочки планеты вместе с животными, растениями, простейшими, бактериями.
Рассуждая об электрических явлениях в атмосфере, Ломоносов открыл не только вертикальные движения воздуха. Его мысль не остановилась на этом. В результате им было сделано крупное открытие, которое до последнего времени остается незамеченным специалистами, историками науки. Вот уж по-истине неведомый Ломоносов!
В "Слове о явлениях воздушных" он припомнил случаи наступления зимних потеплений и резких похолоданий, ссылаясь на свои наблюдения и сведения о погоде в Европе. Привел пример Британии, где морские ветры определяют мягкие, сравнительно теплые зимы; и на Камчатке нет тех морозов, которые бывают западнее в Сибири на тех же широтах.
Он сделал вывод: "Оттепели почти всегда с дыханием и скорым стремлением ветра в пасмурную погоду случаются; мороз, напротив того, после утихнувших ветров с ясностию неба жестокость свою показывать начинает".
Странно, что на эту особенность никто не обратил внимания. Действительно, почему зимой при безветренной ясной погоде внезапно наступают холода? Ломоносов высказал гипотезу: причина в нисходящих потоках холодного воздуха. Откуда он поступает к земле? Из "средней части атмосферы", где "не весьма высоко над головами нашими надстоит всегда сильной зимы строгость". Об этом свидетельствуют, в частности, нетающие снега и льды на вершинах высоких гор.
Он полагал, что, когда зимой замерзает земная поверхность, она охлаждается из-за отсутствия притока тепла из глубоких недр. (Мнение ошибочное: энергию нам поставляют почти исключительно солнечные лучи; это выяснилось только в XX веке.) Однако град бывает летом, в теплую, а то и жаркую погоду. Почему?
Ломоносов сослался на свои наблюдения за строением градинок. Они состоят из снежного ядра, покрытого "ледяной скорлупою". Эта оболочка образовалась во время быстрого падения, а это возможно лишь при "ужасном морозе". Он предположил: температура воздуха на большой высоте примерно соответствует самым низким зимним температурам в Центральной Сибири. И это - его замечательная догадка.
Делая расчеты плотности воздуха при разных температурах на разных высотах, он доказал, что временами должна возникать неустойчивость атмосферы. Тогда ее средний охлажденный и более тяжелый слой опускается вниз, вытесняя вверх нижний теплый, более легкий слой. Сходное явление должно происходить и летом. Поэтому перед грозой обычно затихает ветер и становится холоднее.
Идея Ломоносова великолепна! Он подчеркнул: чем сильней в летний зной нагревается земля, тем выше поднимаются потоки нагретого воздуха. Они попадают в среднюю морозную атмосферу, "сгущаются", капли воды замерзают и начинают падение, по ходу намораживая "ледяную скорлупу". Кстати, отметим, что именно сильными вертикальными движениями воздуха объясняются форма кучевых облаков, их мощность и склонность к шквалам и градопадам.
Ломоносов утверждал: "Лютая зима беспрестанно господствует недалече над нашими головами" (так писал он в работе "О слоях земных"). Упоминал он и о подземных льдах, или, как мы сейчас говорим, зоне вечной или многолетней мерзлоты, причины образования которой связывал прежде всего с климатическими и тектоническими факторами. Указывал на закономерности распространения на земной поверхности льдов наземных и морских.
О том, что с подъемом на горы становится все холоднее, а на определенных высотах даже летом температура ниже порога замерзания воды, знали, конечно, задолго до Ломоносова. Но только он догадался о существовании особой оболочки Земли, в которой вода находится преимущественно в твердой фазе (в виде снега и льда) как единое целое: "Так что тут зима, где морозный слой атмосферы до земли досягает".
Даже такой крупнейший историк науки, как В.И. Вернадский, посвятивший несколько статей творчеству Ломоносова, не обратил внимания йа это его открытие. Владимир Иванович полагал, что только в работах польского исследователя А. Добровольского в 1924 году "впервые твердая фаза (воды. -Р. Б.) охвачена как закономерная часть строения земной коры, как криосфера".
В действительности первенство принадлежит М.В. Ломоносову. Он не употреблял красивого термина "криосфера", но с гениальной прозорливостью и четкостью высказал мысль о единой "морозной" оболочке планеты. Она захватывает верхи земной коры только в регионах, прилегающих к Северному и Южному полюсам.
Сочетание научной мысли и поэтического воображения позволило ему сделать замечательное открытие. Кажущаяся простота его рассуждений и естественность вывода создают впечатление очевидности. Но ведь он предвосхитил мысль, к которой заново пришли ученые только в XX веке, да и то после вертикального зондирования атмосферы и высотных полетов на аэростатах и аэропланах.
.. Интересная деталь, показывающая научный уровень российского общества того времени. В своем "Слове о явлениях воздушных" Ломоносов выступил в защиту… громоотводов!
Пошел слух о "предерзких и нечестивых", которые пытаются противиться "гневу Божию"; ведь не напрасно же Он посылает на землю из облаков огненные стрелы! Михаил Васильевич пояснил: Бог дал человеку "прозорливое рассуждение к предвидению" и постижению "великих естественных чудес откровение".
Приходилось Ломоносову вновь и вновь повторять, что подлинная книга божественных откровений - Природа, окружающая и пронизывающая нас, а подлинные чудеса - природные, естественные, которые нам дано постигать, "осматривая все, к чему умное око проникнуть может".
(Можно лишь изумляться, как суеверия и предрассудки трехсотлетней давности вернулись в наш "информационный" XXI век со всеми своими нелепостями и мракобесием.)
Еще раз подчеркну: Ломоносову принадлежит бесспорный приоритет в открытии морозной оболочки планеты - криосферы. Это выдающееся достижение два с половиной столетия оставалось в забвении.
Предсказание Антарктиды
Ломоносов обладал чувством природы как единого целого, а в познании ее исходил из некоторых простых правил. Скажем: "Не следует выдумывать много разных причин там, где достаточно одной". Или: "Природа крепко держится своих законов и всюду одинакова".
В принципе, это верно, хотя и не избавляет от ошибочных суждений. Например, Михаил Васильевич предполагал, что страшные разрушения от шквалов и смерчей (торнадо), вызывает "электрическая сила". В действительности это результат резких смен атмосферного давления и стремительных воздушных потоков.
Свечение хвостов комет и полярные сияния он объяснял той же причиной, что и проявления атмосферного электричества: трением корпускул воздуха. Как мы теперь знаем, на тех высотах, где происходят полярные сияния, атмосфера чрезвычайно разрежена и воздух в привычном для нас состоянии отсутствует. Кометы и вовсе мчатся в безвоздушном пространстве.
Нам теперь нетрудно - через четверть тысячелетия - возражать Ломоносову. На то время его гипотезы были научно обоснованы. Принципы познания, благодаря которым он сделал выдающиеся открытия, не универсальны, имеют исключения. Хотя есть и бесспорные: "Из наблюдений устанавливать теорию, через теорию исправлять наблюдения". Так говорил Ломоносов.
…Мысль человека стремится предварять события и предполагать то, что еще предстоит открыть. Это стремление рождало фантастические образы мифов. С появлением науки вторжение мысли в Неведомое стали называть научным прогнозом.
Наиболее известным примером такого сбывшегося прогноза стало открытие французским астрономом У. Леверье и независимо от него английским - Дж. Адамсом в 1845 году планеты Нептун. Оно осуществилось, как говорят, на кончике пера. О неведомой планете "сообщила" орбита Урана. Отклонения орбиты от теоретически вычисленной траектории подсказали: массивное невидимое небесное тело воздействует на Уран. Удалось даже вычислить, где оно должно находиться. По этим данным немецкий астроном И. Галле в следующем году обнаружил искомую планету.
Но имеется пример не менее сложного и блестящего научного прогноза - географического. Это произошло без малого за сто лет до открытия Аеверье и Адамса. Речь идет о предсказанном М.В. Ломоносовым Южном материке (Антарктиде). Это замечательное открытие до сих пор не оценено по достоинству. И в наше время приходится доказывать приоритет Ломоносова.
Как известно, после плавания Магеллана географы и картографы решили, что он обнаружил на юге Нового Света пролив, разделяющий два новых материка. После этого стали рисовать вокруг Южного полюса континент. Португальцы, а затем голландцы, обнаружив северо-западное побережье Австралии, решили, что это и есть часть Южного материка.
На голландской карте середины XVII века нанесены - отдельными контурами - очертания этого континента. Особо убедительно выглядел он из-за незавершенности контуров. Ведь были нанесены только достоверные данные. Голландские мореплаватели Тасман и Вискер обследовали берега Австралии, но так и не поняли, что перед ними реальная неизвестная часть света. Они верили в мифическую "Южную Землю" и полагали, что достигли ее берегов в отдельных пунктах.
Столетие спустя плавания неутомимого Джеймса Кука в антарктических водах привели к сенсационному результату. Там, где на картах были нарисованы его берега, находились либо отдельные острова, либо ледяные поля, либо чистый океан.
Это было научное "закрытие". Прежние сообщения о континенте оказались сомнительны, а карты - неверными. На новых картах перестали обозначать таинственный материк. Тем более что возле открытого Тасманом острова (Тасмания) была обследована обширная земля. Ей-то и суждено было именоваться Австралией.
Казалось бы, все прояснилось окончательно; в дальнейшем новые сведения можно добыть только в результате опаснейших путешествий через нагромождения льдов. Однако еще раньше, до плаваний Кука, в 1763 году была опубликована монография Ломоносова "О слоях земных". Там доказывалось, что Южный материк должен существовать.
"В близости Магелланского пролива, - писал великий ученый, - и против мыса Добрыя Надежды около 53 градусов полуденной ширины великие льды ходят: почему сомневаться не должно, что в большем отдалении островы и матерая земля многими и несходящими снегами покрыты и что большая обширность земной поверхности около Южного полюса занята оными, нежели в севере".
На первый взгляд в этом кратком высказывании нет ничего особенного. Автор ссылается на литературные данные о плавающих "великих льдах", то есть айсбергах. Но почему из-за этого факта столь уверенно ("сомневаться не должно"!) предполагает существование "матерой земли"? Разве это доказательство?
Да, доказательство, если учесть происхождение айсбергов. Ломоносов имел в виду именно это. Дело в том, что ему принадлежит первая научная классификация морских льдов. Он выделил покровные ледяные поля, образованные пресными речными водами; "вымороженные" льды непосредственно из морской воды и, наконец, айсберги, отколовшиеся от ледников. Об этом Михаил Васильевич сообщил в статье, направленной в Шведскую академию наук, куда и был избран.
"По моему мнению… - писал он, - тонкий лед первого рода, то есть сало, есть единственный, образующийся в самом море; второй род, то есть ледяные поля, или стамухи, берут свое начало в устьях больших рек, вытекающих из России в Ледовитое море; ледяные же горы, или падуны, обязаны своим происхождением крутым морским берегам".
Ломоносов предложил слово "падун" вместо "айсберг" (в переводе - "ледяная гора"). Действительно, выражение "ледяная гора" слишком неопределенное и ничего не объясняет. Оно отражает лишь внешний вид отдельных форм плавучих льдов и может относиться к некоторым наземным образованиям или крупным торосам; есть гигантские по площади плоские айсберги, которых горами не назовешь.
Впрочем, название природного объекта почти никогда не выражает его сущности в полной мере. Достаточно уже того, чтобы оно было благозвучным и давало хотя бы предварительное понятие о том, что имеется в виду. Поэтому слово "айсберг" прочно вошло в обиход.
Какая же связь между происхождением плавучих льдов и открытием Антарктиды? Прямая.
Откуда берутся айсберги? По Ломоносову, это отколовшиеся части ледников, упавшие в море. А ледники образуются на суше в результате многолетних, вековых скоплений снега и льда.
Толщина айсбергов, так же как ледников, достигает сотен метров. Очевидно, что такие массы могут накапливаться на достаточно больших территориях. Следовательно, скопление айсбергов свидетельствует о существовании в данном регионе значительных участков суши, где находятся крупные ледники. На южных окраинах Африки или Америки подобных ледников нет. Приплыть из Северного полушария в Южное айсберги не могли: растаяли бы в тропической зоне. Значит, рождающие айсберги ледники Южного Заполярья находятся на материке или крупных островах (покрытых "многими и несходящими снегами") близ Южного полюса.
Примерно так рассуждал Ломоносов. Его теоретическое открытие Антарктиды было не просто замечательным достижением, но и поучительным примером великолепного использования научного метода в географии. Предсказание Антарктиды знаменовало новый этап в развитии наук о Земле.
До этого времени высказывались предположения о существовании гигантской "Неведомой Южной земли", основанные на разрозненных фактах, добытых мореплавателями в Южном полушарии. Подобные экстраполяции - по немногим фактам - нередко приводили исследователей к ошибочным представлениям о земной природе.